差分信號怎么產(chǎn)生的

差分傳輸是一種信號傳輸?shù)募夹g(shù)，區(qū)別于傳統(tǒng)的一根信號線一根地線的做法，差分傳輸在這兩根線上都傳輸信號，這兩個信號的振幅相等，相位相反。在這兩根線上的傳輸?shù)男盘柧褪遣罘中盘枴?/p>

所謂差分信號，本質(zhì)是兩個電壓信號的差值，具體要滿足以下兩個特點，如圖所示：

（1）兩個電壓信號的幅值（大小）相等，相位相差180°（即方向相反）。

（2）兩個信號要具有相同的直流電壓VCM（即參考電勢）。

差分信號原理圖

差分信號是通過將兩個信號的差值作為輸出得到的信號。具體而言，差分信號的產(chǎn)生涉及以下步驟：

1. 獲取兩個原始信號：首先需要獲取兩個原始信號，可以是電壓、電流、聲音等信號的表示形式。

2. 信號偏置消除：為了確保兩個原始信號之間沒有直流偏置，需要進行信號偏置消除。這可以通過減去兩個信號的平均值來實現(xiàn)。

3. 信號相減：將經(jīng)過偏置消除的兩個信號進行相減操作，即一個信號減去另一個信號。

4. 差分信號輸出：將信號相減得到的結(jié)果作為差分信號輸出。

差分信號在許多應(yīng)用中都具有重要意義，特別是在信號處理、電路設(shè)計和通信系統(tǒng)中。差分信號的主要優(yōu)勢是可以有效地抵消噪聲和干擾，提高信號的抗干擾能力和傳輸質(zhì)量。

差分信號的種類和電平標準

差分信號按照信號類型不同可以分為模擬差分信號和數(shù)字差分信號兩種類型。

1. 模擬差分信號：模擬差分信號指的是兩個信號之間的差值為模擬信號，其典型應(yīng)用是在高速數(shù)據(jù)傳輸中，例如在超長距離傳輸、高速攝像機和音頻應(yīng)用中廣泛使用。模擬差分信號的電平標準有許多種，如RS-422、RS-485、LVDS等。

2. 數(shù)字差分信號：數(shù)字差分信號指的是兩個信號之間的差值為數(shù)字信號，其常用于數(shù)字電路、計算機總線和互連應(yīng)用中。數(shù)字差分信號的電平標準有許多種，如USB、Ethernet、HDMI、DisplayPort等。其中，HDMI和DisplayPort是高清視頻傳輸中最常用的數(shù)字差分信號標準，它們能夠提供高品質(zhì)的音視頻傳輸，同時支持高分辨率和高刷新率等特性。

總的來說，差分信號在不同領(lǐng)域和應(yīng)用中有著不同的電平標準和技術(shù)要求。選擇合適的差分信號電平標準和應(yīng)用技術(shù)，對于實現(xiàn)高質(zhì)量的傳輸和通信具有非常重要的作用。

差分信號的優(yōu)勢分析

差分信號的第一個好處是，因為你在控制‘基準’電壓，所以能夠很容易地識別小信號。在一個地做基準，單端信號方案的系統(tǒng)里，測量信號的精確值依賴系統(tǒng)內(nèi)‘地’的一致性。信號源和信號接收器距離越遠，他們局部地的電壓值之間有差異的可能性就越大。從差分信號恢復(fù)的信號值在很大程度上與‘地’的精確值無關(guān)，而在某一范圍內(nèi)。

差分信號的第二個主要好處是，它對外部電磁干擾（EMI）是高度免疫的。一個干擾源幾乎相同程度地影響差分信號對的每一端。既然電壓差異決定信號值，這樣將忽視在兩個導(dǎo)體上出現(xiàn)的任何同樣干擾。除了對干擾不大靈敏外，差分信號比單端信號生成的 EMI 還要少。

差分信號提供的第三個好處是，在一個單電源系統(tǒng)，能夠從容精確地處理‘雙極’信號。為了處理單端，單電源系統(tǒng)的雙極信號，我們必須在地和電源干線之間某任意電壓處（通常是中點）建立一個虛地。用高于虛地的電壓來表示正極信號，低于虛地的電壓來表示負極信號。

審核編輯：黃飛